【正文】 與日觸控屏俱增，人們越來越多地談到觸摸屏，因?yàn)橛|摸屏不僅適用于中國多媒體信息查詢的國情，而且觸摸屏具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。有突出的寄存器容量，F(xiàn)X1N系列包括8K步內(nèi)置RAM寄存器，用一個寄存器盒可擴(kuò)展到16RAM或EEPROM。遠(yuǎn)程維護(hù)遠(yuǎn)處的編程軟件可以通過調(diào)制調(diào)解器來檢測、上載或是卸載程序和數(shù)據(jù)密碼保護(hù)使用一個八位數(shù)字密碼保護(hù)您的程序。時(shí)間設(shè)置和比較指令易于操作。為大量實(shí)際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能開發(fā)了各個范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要，模擬I/O，高速計(jì)數(shù)器。監(jiān)控中心控制計(jì)算機(jī)采集來自分中心及隧道控制單元、各類檢測報(bào)警單元的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并給相應(yīng)的控制單元發(fā)送命令，以執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)。由于隧道集中監(jiān)控系統(tǒng)傳輸距離長，控制規(guī)模較大，采用四級控制較為靈活、安全、高效。信號與屏蔽接地 一般要求信號線必須要有唯一的參考地，屏蔽電纜遇到有可能產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾的場合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地環(huán)路”。 2）模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對信號測控的嚴(yán)重失真和誤動作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線電流將更大。接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。5）來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓疊加所形成。2． 控制系統(tǒng)中干擾及其來源現(xiàn)場電磁干擾是PLC控制系統(tǒng)中最常見也是最易影響系統(tǒng)可靠性的因素之一，所謂治標(biāo)先治本，找出問題所在，才能提出解決問題的辦法。（5）電源PLC對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。（3）震動應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動源，防止振動頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動。:傳感器作輸入信號，5個操作鍵分別是自動方式開關(guān)、手動方式開關(guān)、停機(jī)按鈕，及2個在手動控制下控制通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的按鈕開關(guān)，開關(guān)量傳感器為拖動通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)電機(jī)和增風(fēng)速電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)故障時(shí)熱繼電器．PLC使用中需要注意的問題:PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動化控制的設(shè)備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。常用的I/O分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。（2）I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。（1）CPU的構(gòu)成CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程，PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊的語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說有半導(dǎo)體的地方就有PLC。隨著工業(yè)現(xiàn)場對控制設(shè)備小型化、易操作化、智能化的要求的不斷提高，基于PLC和觸摸屏的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用前景將非常廣闊。5：當(dāng)隧道內(nèi)因煙塵或大霧，造成能見度降低，各組風(fēng)機(jī)以全速50HZ運(yùn)行，直到環(huán)境恢復(fù)正常，并顯示報(bào)警。輸入輸出序號名稱地址序號名稱地址1進(jìn)口車輛傳感器X01溫度報(bào)警Y02出口車輛傳感器X12煙塵報(bào)警Y13溫度傳感器X23車輛超限報(bào)警Y24煙塵傳感器X34主電機(jī)繼電器Y35急停X45副電機(jī)繼電器Y46啟動X56變頻低速RHY57變頻器報(bào)警X67變頻中速RMY6變頻高速RLY7表1 主PLC I/O接口分配表 設(shè)計(jì)要求： 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)的硬件電路如下圖所示，它由8臺電動機(jī)，一臺智能型電控柜（包括三菱變頻器、PLC、交流接觸器、觸摸屏、繼電器等），一套車流量傳感器、電源保護(hù)裝置以及供電主回路等構(gòu)成。當(dāng)隧道的車輛低于設(shè)定范圍數(shù)值，工作通風(fēng)機(jī)與備用離心通風(fēng)機(jī)循環(huán)工作；當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事故，隧道的車輛高于設(shè)定的數(shù)值，工作離心通風(fēng)機(jī)與備用通風(fēng)機(jī)不再循環(huán)工作，并自動切換為同時(shí)工作，加大對隧道內(nèi)的通風(fēng)量，直至隧道內(nèi)的空氣升至設(shè)定的空氣數(shù)值以上，工作通風(fēng)機(jī)與備用通風(fēng)機(jī)恢復(fù)循環(huán)工作。系統(tǒng)框圖 本PLC控制系統(tǒng)具有對通風(fēng)機(jī)的電動機(jī)啟動與運(yùn)行，進(jìn)行監(jiān)控、聯(lián)鎖和過熱保護(hù)等功能。本控制系統(tǒng)以傳感器為感應(yīng)元件，PLC識別并控制，變頻器輸出可變頻率，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)自動運(yùn)行等功能，且由于高速公路隧道區(qū)域作為一個相對封閉區(qū)域，通風(fēng)不暢，汽車尾氣沉積，油污污染，高低壓線纜布線的空間限制導(dǎo)致電磁干擾等等因素，使其成為一個非常惡劣的電氣環(huán)境，對應(yīng)用的電氣設(shè)備的適應(yīng)性提出很高的要求；而且隧道距離長，設(shè)備布設(shè)分散，也為監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建造成一定難度所以在此設(shè)計(jì)由觸摸屏監(jiān)視控制。每臺電機(jī)驅(qū)動一臺風(fēng)機(jī)，對隧道進(jìn)行供風(fēng)，采用風(fēng)機(jī) 2 kW ，PLC、觸摸屏、車流量、煙塵傳感器和變頻器等組成一個完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：隧道、通風(fēng)機(jī)、 PLC 、變頻器、觸摸屏二. 系統(tǒng)介紹 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由于可編程控制器和觸摸屏及三相異步電機(jī)的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)充分利用了PLC強(qiáng)大的邏輯處理功能和人機(jī)界面的良好的交互性，避免傳統(tǒng)的繼電器一接觸器控制電路的復(fù)雜接線，降低了對運(yùn)行人員的技術(shù)要求；同時(shí)對重要開關(guān)輸入量實(shí)現(xiàn)觸摸屏按鍵和外部按鈕備用模式，提高了系統(tǒng)的可靠性，為現(xiàn)場操作人員對運(yùn)行過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù)帶來了方便。通風(fēng)控制系統(tǒng)即在實(shí)時(shí)檢測這些環(huán)境參數(shù)的基礎(chǔ)上，控制隧道內(nèi)風(fēng)機(jī)的開啟，以使各項(xiàng)空氣指標(biāo)符合安全行車標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到既保障安全行車、同時(shí)節(jié)約能源的目的。通過對國內(nèi)現(xiàn)有鐵路，公路的觀察和分析，其中隧道的占有比已達(dá)到很高的地位，而隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)在其中的安全作用及能耗占有很高的比重。這就需要運(yùn)用PLC及變頻技術(shù)，采用觸摸屏技術(shù)。目前國內(nèi)大多數(shù)隧道內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)采用的是定流量繼電器恒流控制系統(tǒng)。而隧道內(nèi)通風(fēng)、照明、以及交通誘導(dǎo)設(shè)備均分散于整個隧道區(qū)域，因此集成隧道內(nèi)各要素信息，方便隧道監(jiān)控人員的集中監(jiān)控與管理，成為隧道監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的主要目的。作為高速公路路段中相對事故率較高的隧道區(qū)域，為保證行車安全，提高行車效率，通常在長隧道或特長隧道內(nèi)設(shè)置隧道監(jiān)控系統(tǒng)，集中監(jiān)控隧道內(nèi)通風(fēng)、照明以及行車情況，在必要時(shí)候發(fā)布誘導(dǎo)和指導(dǎo)性信息。因此研究本課題的意義和目的主要是本著：安全，節(jié)能，高效，穩(wěn)定，智能及人性化的目的為主要著力點(diǎn)的。這就需要采用一定的技術(shù)手段，在此處定為：在不同的環(huán)境條件下通過傳感器等器件感知環(huán)境的變化，把這些變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魉徒oPLC，再通過PLC控制變頻器輸出控制風(fēng)機(jī)，供給不同流量，并通過觸摸屏監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)并控制。由PLC控制的變頻調(diào)速離心風(fēng)機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)，具有較高的可靠性和較好的節(jié)能效果，易于組建成整體的自控系統(tǒng)，很方便地實(shí)現(xiàn)各種控制切換和遠(yuǎn)程監(jiān)控。本系統(tǒng)將 PLC與變頻器及觸摸屏有機(jī)地結(jié)合起來，為監(jiān)控隧道內(nèi)行車環(huán)境，隧道內(nèi)設(shè)置有計(jì)數(shù)傳感器、溫度及能見度檢測儀。PLC控制系統(tǒng)具有對驅(qū)動風(fēng)機(jī)的電機(jī)過熱保護(hù)、故障報(bào)警、斷電等功能特點(diǎn)，為隧道通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造提供一條新途徑。系統(tǒng)共有8臺電機(jī)、四臺PLC、四臺變頻器、一臺觸摸屏組成。另外還可以根據(jù)需要配置相應(yīng)的通信模塊，很方便地組成集散式控制系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高了運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益，具有一定的推廣價(jià)值?？刂乒δ苁雇L(fēng)系統(tǒng)的自動化程度大大提高，減輕了崗位人員勞動強(qiáng)度。在自動方式下，利用車流量感器檢測車流量的電信號，然后送入 PLC，PLC將檢測到車輛值與設(shè)定的車輛值進(jìn)行比較和處理，輸出信號控制通風(fēng)機(jī)工作。當(dāng)車輛進(jìn)入路口經(jīng)過第一個傳感器時(shí)，使統(tǒng)計(jì)數(shù)加1，經(jīng)過第二個傳感器2出路口時(shí)，使統(tǒng)計(jì)數(shù)減1，其差值為該股車道上車輛的滯留量(動態(tài)值)，可以與設(shè)定值進(jìn)行比較，據(jù)此作為調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率的依據(jù)。3：以車流量為基準(zhǔn)信號進(jìn)行主控制調(diào)節(jié)A、當(dāng)隧道內(nèi)車數(shù)量在129輛，風(fēng)機(jī)以20HZ頻率運(yùn)行B、當(dāng)隧道內(nèi)車數(shù)量在3059輛，風(fēng)機(jī)以25HZ運(yùn)行C、當(dāng)隧道內(nèi)車數(shù)量在6089輛，風(fēng)機(jī)以35HZ運(yùn)行D、當(dāng)隧道內(nèi)車數(shù)量在90120輛，風(fēng)機(jī)以40HZ運(yùn)行E、當(dāng)車數(shù)量大于120輛，在觸摸屏上顯示報(bào)警信號，表明隧道內(nèi)發(fā)生堵塞，且各組主副電機(jī)同時(shí)全速50HZ運(yùn)行4：當(dāng)隧道內(nèi)因火災(zāi)或其它原因引起溫度高于40℃，各組主副風(fēng)機(jī)均以50HZ全速運(yùn)行，并顯示溫度過高報(bào)警，直到溫度下降到正常范圍。觸摸屏作為人機(jī)交互界面在一定程度上減少PLC的外部I／O點(diǎn)的使用以及減輕系統(tǒng)外部按鈕開關(guān)的連線復(fù)雜程度，同時(shí)也提高了運(yùn)行維護(hù)的方便性。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義：PLC英文全稱Programmable Logic Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，I/O數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的